晶片製造：半導程實用教程

《晶片製造：半導程實用教程》是2021年電子工業出版社出版的圖書。

基本介紹

• 中文名：晶片製造：半導程實用教程
• 作者：[美]Peter Van Zant
• 出版社：電子工業出版社
• 出版時間：2021年
• 開本：16 開
• ISBN：9787121404986

內容簡介

本書是一本介紹半導體積體電路和器件製造技術的專業書， 在半導體領域享有很高的聲譽。本書的討論範圍包括半導體工藝的每個階段： 從原材料的製備到封裝、 測試和成品運輸， 以及傳統的和現代的工藝。全書提供了詳細的插圖和實例， 並輔以小結和習題， 以及內容豐富的術語表。第六版修訂了微晶片製造領域的新進展， 討論了用於圖形化、 摻雜和薄膜步驟的先進工藝和尖端技術， 使隱含在複雜的現代半導體製造材料與工藝中的物理、 化學和電子的基礎信息更易理解。本書的主要特點是避開了複雜的數學問題介紹工藝技術內容， 並加入了半導體業界的新成果， 可以使讀者了解工藝技術發展的趨勢。

作者簡介

Peter Van Zant 國際知名半導體專家，具有廣闊的工藝工程、培訓、諮詢和寫作方面的背景，他曾先後在IBM和德州儀器（TI）工作，之後再矽谷，又先後在美國國家半導體（National Semiconductor）和單片存儲器（Monolithic Memories）公司任晶圓製造工藝工程和管理職位。他還曾在加利福尼亞州洛杉磯的山麓學院（Foothill College）任講師，講授半導體課程和針對初始工藝工程師的高級課程。他是《半導體技術辭彙》（第三版）（Semiconductor Technology Glossary, Third Edition）、 《積體電路教程》（Integrated Circuits Text）、《安全手冊》（Safety First Manual）和《晶片封裝手冊》（Chip Packaging Manual）的作者。他的書和培訓教程被多家晶片製造商、產業供貨商、學院和大學所採用。

目錄

Chapter 1?The Semiconductor Industry?半導體產業

1.1　Introduction?引言

1.2　Birth of an Industry?一個產業的誕生

1.3　The Solid-State Era?固態時代

1.4　Integrated Circuits (ICs)?積體電路

1.5　Process and Product Trends?工藝和產品趨勢

1.5.1　Moore’s Law?摩爾定律

1.5.2　Decreasing Feature Size?特徵圖形尺寸的減小

1.5.3　Increasing Chip and Wafer Size?晶片和晶圓尺寸的增大

1.5.4　Reduction in Defect Density?缺陷密度的減小

1.5.5　Increase in Interconnection Levels?內部連線水平的提高

1.5.6　The Semiconductor Industry Association Roadmap?半導體產業協會的發展藍圖

1.5.7　Chip Cost?晶片成本

1.6　Industry Organization?半導體產業的構成

1.7　Stages of Manufacturing?生產階段

1.8　Six Decades of Advances in Microchip Fabrication Processes?微晶片製造過程發展的60年

1.9　The Nano Era?納米時代

Review Topics?習題

References?參考文獻

Chapter 2?Properties of Semiconductor Materials and Chemicals?半導體材料和化學品的特性

2.1　Introduction?引言

2.2　Atomic Structure?原子結構

2.2.1　The Bohr Atom?玻爾原子

2.3　The Periodic Table of the Elements?元素周期表

2.4　Electrical Conduction?電傳導

2.4.1　Conductors?導體

2.5　Dielectrics and Capacitors?絕緣體和電容器

2.5.1　Resistors?電阻器

2.6　Intrinsic Semiconductors?本徵半導體

2.7　Doped Semiconductors?摻雜半導體

2.8　Electron and Hole Conduction?電子和空穴傳導

2.8.1　Carrier Mobility?載流子遷移率

2.9　Semiconductor Production Materials?半導體生產材料

2.9.1　Germanium and Silicon?鍺和矽

2.10?Semiconducting Compounds?半導體化合物

2.11?Silicon Germanium?鍺化矽

2.12?Engineered Substrates?襯底工程

2.13?Ferroelectric Materials?鐵電材料

2.14?Diamond Semiconductors?金剛石半導體

2.15?Process Chemicals?工藝化學品

2.15.1?Molecules, Compounds, and Mixtures?分子、 化合物和混合物

2.15.2?Ions?離子

2.16?States of Matter?物質的狀態

2.16.1?Solids, Liquids, and Gases?固體、 液體和氣體

2.16.2?Plasma State?電漿

2.17?Properties of Matter?物質的性質

2.17.1?Temperature?溫度

2.17.2?Density, Speci?c Gravity, and Vapor Density?密度、相對密度和蒸氣密度

2.18?Pressure and Vacuum?壓力和真空

2.19?Acids, Alkalis, and Solvents?酸、 鹼和溶劑

2.19.1?Acids and Alkalis?酸和鹼

2.19.2?Solvents?溶劑

2.20?Chemical Purity and Cleanliness?化學純化和清洗

2.20.1?Safety Issues?安全問題

2.20.2?The Material Safety Data Sheet?材料安全數據表

Review Topics?習題

References??參考文獻

Chapter 3?Crystal Growth and Silicon Wafer Preparation?晶體生長與矽晶圓製備

3.1　Introduction?引言

3.2　Semiconductor Silicon Preparation?半導體矽製備

3.3　Crystalline Materials?晶體材料

3.3.1　Unit Cells?晶胞

3.3.2　Poly and Single Crystals?多晶和單晶

3.4　Crystal Orientation?晶體定向

3.5　Crystal Growth?晶體生長

3.5.1　Czochralski Method?直拉法（CZ）

3.5.2　Liquid-Encapsulated Czochralski?液體掩蓋直拉法

3.5.3　Float Zone?區熔法

3.6　Crystal and Wafer Quality?晶體和晶圓質量

3.6.1　Point Defects?點缺陷

3.6.2　Dislocations?位錯

3.6.3　Growth Defects?原生缺陷

3.6.4　Impurities?雜質

3.7　Wafer Preparation?晶圓製備

3.7.1　End Cropping?截斷

3.7.2　Diameter Grinding?直徑滾磨

3.7.3　Crystal Orientation, Conductivity, and Resistivity Check?晶體定向、電導率和電阻率檢查

3.7.4　Grinding Orientation Indicators?滾磨定向指示

3.8　Wafer Slicing?切片

3.9　Wafer Marking?晶圓刻號

3.10?Rough Polish?磨片

3.11?Chemical Mechanical Polishing?化學機械拋光

3.12?Backside Processing?背面處理

3.13?Double-Sided Polishing?雙面拋光

3.14?Edge Grinding and Polishing?邊緣倒角和拋光

3.15?Wafer Evaluation?晶圓評估

3.16?Oxidation?氧化

3.17?Packaging?包裝

3.17.1?Wafer Types and Uses?晶圓的類型和用途

3.17.2?Reclaim Wafers?晶圓回收

3.18?Engineered Wafers (Substrates)?工程化晶圓（襯底）

Review Topics?習題

References?參考文獻

Chapter 4?Overview of Wafer Fabrication and Packaging?晶圓製造和封裝概述

4.1　Introduction?引言

4.2　Goal of Wafer Fabrication?晶圓生產的目標

4.3　Wafer Terminology?晶圓術語

4.4　Chip Terminology?晶片術語

4.5　Basic Wafer-Fabrication Operations?晶圓生產的基礎工藝

4.6　Layering?薄膜工藝

4.6.1　Patterning?圖形化工藝

4.6.2　Circuit Design?電路設計

4.6.3　Reticle and Masks?光刻母版和掩模版

4.6.4　Basic Ten-Step Patterning Process?基本十步圖形化工藝

4.6.5　Doping?摻雜

4.6.6　Heat Treatments?熱處理

4.7　Example Fabrication Process?晶圓製造實例

4.8　Wafer Sort?晶圓中測

4.9　Packaging?積體電路的封裝

4.10?Summary?小結

Review Topics?習題

References?參考文獻

Chapter 5?Contamination Control?污染控制

5.1　Introduction?引言

5.1.1　The Problem?問題

5.1.2　Contamination-Caused Problems?污染引起的問題

5.2　Contamination Sources?污染源

5.2.1　General Sources?普通污染源

5.2.2　Air?空氣

5.2.3　Clean Air Strategies?淨化空氣的方法

5.2.4　Cleanroom Workstation Strategy?潔淨工作檯法

5.2.5　Tunnel or Bay Concept?隧道/隔段型設計

5.2.6　Micro- and Mini-Environments?微局部環境

5.2.7　Temperature, Humidity, and Smog?溫度、 濕度及煙霧

5.3　Cleanroom Construction?淨化間的建設

5.3.1　Construction Materials?建造材料

5.3.2　Cleanroom Elements?淨化間要素

5.3.3　Personnel-Generated Contamination?人員產生的污染

5.3.4　Process Water?工藝用水

5.3.5　Process Chemicals?工藝化學品

5.3.6　Equipment?設備

5.4　Cleanroom Materials and Supplies?淨化間的材料與供給

5.5　Cleanroom Maintenance?淨化間的維護

5.6　Wafer-Surface Cleaning?晶圓表面清洗

5.6.1　Particulate Removal?顆粒去除

5.6.2　Wafer Scrubbers?晶圓刷洗器

5.6.3　High-Pressure Water Cleaning?高壓水清洗

5.6.4　Organic Residues?有機殘留物

5.6.5　Inorganic Residues?無機殘留物

5.6.6　Chemical-Cleaning Solutions?化學清洗方案

5.6.7　General Chemical Cleaning?常見的化學清洗

5.6.8　Oxide Layer Removal?氧化層的去除

5.6.9　Room Temperature and Ozonated Chemistries?室溫和氧化的化學物質

5.6.10?Water Rinsing?水沖洗

5.6.11?Drying Techniques?烘乾技術

5.6.12?Contamination Detection?污染檢測

Review Topics?習題

References?參考文獻

Chapter 6?Productivity and Process Yields?生產能力和工藝良品率

6.1　Overview?引言

6.2　Yield Measurement Points?良品率測量點

6.3　Accumulative Wafer-Fabrication Yield?累積晶圓生產良品率

6.4　Wafer-Fabrication Yield Limiters?晶圓生產良品率的制約因素

6.4.1　Number of Process Steps?工藝製程步驟的數量

6.4.2　Wafer Breakage and Warping?晶圓破碎和彎曲

6.4.3　Process Variation?工藝製程變異

6.4.4　Mask Defects?光刻掩模版缺陷

6.4.5　Wafer-Sort Yield Factors?晶圓電測良品率要素

6.4.6　Wafer Diameter and Edge Die?晶圓直徑和邊緣晶片

6.4.7　Wafer Diameter and Die Size?晶圓直徑和晶片尺寸

6.4.8　Wafer Diameter and Crystal Defects?晶圓直徑和晶體缺陷

6.4.9　Wafer Diameter and Process Variations?晶圓直徑和工藝製程變異

6.4.10?Die Area and Defect Density?晶片面積和缺陷密度

6.4.11?Circuit Density and Defect Density?電路密度和缺陷密度

6.4.12?Number of Process Steps?工藝製程步驟的數量

6.4.13?Feature Size and Defect Size?特徵工藝尺寸和缺陷尺寸

6.4.14?Process Cycle Time?工藝製程周期

6.4.15?Wafer-Sort Yield Formulas?晶圓中測良品率公式

6.5　Assembly and Final Test Yields?封裝和終測試良品率

6.6　Overall Process Yields?整體工藝良品率

Review Topics?習題

References?參考文獻

Chapter 7?Oxidation?氧化

7.1　Introduction?引言

7.2　Silicon Dioxide Layer Uses?二氧化矽層的用途

7.2.1　Surface Passivation?表面鈍化

7.2.2　Doping Barrier?摻雜阻擋層

7.2.3　Surface Dielectric?表面絕緣體

7.2.4　Device Dielectric (MOS Gates)?器件絕緣體（MOS柵）

7.2.5　Device Oxide Thicknesses?器件氧化物的厚度

7.3　Thermal Oxidation Mechanisms?熱氧化機制

7.3.1　Influences on the Oxidation Rate?氧化率的